《原子的能级结构》课件2
2.原子发光:所发射光的频率遵循经典电磁理论,电子绕 核运动时辐射的电磁波的频率等于电子绕核运动的频率,当电 子运动的轨道半径逐渐减小时,辐射的电磁波频率将不断增大, 这样大量原子发光时所发射的光应包含各种频率的光,而实际 上原子所发出的光的频率是不连续的.
二、玻尔理论的三个要点
1.能级(定态)假设:原子只能处于一系列不连续的能量状 态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并 不向外频率的光子,光子的能量由这 两种定态的能量差决定,即 __h_ν_=__E_m_-__E_n___(h为普朗克常量).
二、氢原子的能级 1.氢原子的能级:_E__n=__-__Rn_h2_c_,_n_=__1_,_2_,3_…__或 _____E_n_=_En_21_,_E_1_=_-__1_3_.6_e_V____.
解析:电子离原子核越远电势能越大,原子能量也就越大;
根据动能定理有,hν+E1= 为 2hν+E1 .
mv2,12 所以电离后电子速度
m
答案:越大
2hν+E1 m
氢原子的能级跃迁理解
一、能级及可能轨道半径
原子内部不连续的能量称为原子的能级.能量的最低状态
叫基态,氢原子的基态能量:E1= -13.6 eV, E1代表电子在第一 条可能轨道上运动时的能量.其它能级状态叫激发态.
二、氢原子能级跃迁的可能 氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到 基态,也可能先跃迁到其他低能级的激发态,然后再到基态.因 此处于n能级的电子向低能级跃迁时就有很多可能性,则它有 可能向量子数为1、2、3、…(<n)的各个低能级跃迁,可形成的
N=(n-1)+(n-2)+(n-3)+…+1= n ( n 1 ) . 2
三、光子和实物粒子都可能使能级跃迁 1.原子若是吸收光子的能量而被激发,其光子的能量必 须等于两能级的能量差,即hν=Em-En,否则不被吸收,不存 在激发到n能级时能量有余,而激发到n+1时能量不足的问 题. 2.原子还可吸收外来实物粒子(如电子)的能量而被激发, 实物粒子与原子核作用时,一般通过碰撞将能量转给原子,要 使原子跃迁,电子的能量必大于或等于两定态的能级,即 E≥Em-En;原子从一种定态(设能量为En)跃迁到无穷远处的现 象叫电离,发生电离时,原子获得的能量必E≥-En.
其它各能级的关系为:En=
1 n2
E1
(n=1,2,3…n是正整数,
叫量子数),它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量(包括动
能和势能).
E2= -3.4 eV E3= -1.51 eV E4= -0.85 eV …
氢原子的能级图如上面图所示.
电子离核最近的一条可能轨道的半径r1=0.53×10-10 m; 其它各条可能轨道的半径rn=n2r1( n=1,2,3…n是正整数,叫 量子数).
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下面关于玻尔理论的解释中,不正确的说法是
A.原子只能处于一系列不连续的状态中,每个状态都对 应一定的能量
B.原子中,虽然核外电子不断做加速运动,但只要能量 状态不改变,就不会向外辐射能量
C.原子从一种定态跃迁到另一种定态时,一定要辐射一 定频率的光子
D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道,并且这 些轨道是不连续的
四、原子跃迁时需注意的问题
1.注意一群原子和一个原子.氢原子核外只有一个电子, 这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时 间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种, 如果是一群原子,这些原子核外电子跃迁时就会有各种情况出 现.
2.注意直接跃迁和间接跃迁.原子从一种能量状态跃迁到 另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃 迁,两种情况辐射(或吸收)光子的频率不同.
解析:由玻尔理论的三个要点可知,选项A、B、D说法是 正确的;原子从一种定态跃迁到另一种定态时,可能辐射,也 可能吸收一定频率的光子.
答案:C
课堂训练
1.按照玻尔原子理论,氢原子中的电子离原子核越远, 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”).已知氢原 子的基态能量为E1(E1<0),电子质量为m,基态氢原子中的电子 吸收一频率为ν的光子被电离后,电子速度大小为________(普 朗克常量为h).
2.跃迁假设:原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种 定态(设能量为Em)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的 能量由这两种定态的能量差决定,即 hν=Em-En.
3.轨道量子化假设:原子的不同能量状态跟电子沿不同的 圆形轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的,因此电子 的可能轨道的分布也是分立的.
2.在正常状态下,氢原子处于__最__低__的__能__级__E_1_(n_=__1_)__,这 个___最__低__能__级___对应的状态称为基态.
3.较__高__能__级__对应的状态称为激发态.
4.氢原子的能级图如图所示:
玻尔理论的理解
一、经典电磁理论的困惑
1.原子是否稳定:电子绕核旋转,做的是一种变加速运动, 因而就要向外辐射电磁波,由于能量不断的向外辐射,使得电 子绕核运动的轨道半径也要减小,这样电子会沿着螺旋线落在 原子核上,因而原子是不稳定的,但事实上原子通常是稳定 的.
轨道及转动频率不断变化,辐射电磁波频率也是连续的, 原子光谱应是连续的光谱.实验表明原子相当稳定,这一结论 与实验不符.实验测得原子光谱是不连续的谱线.氢原子的发 光原理是什么,用什么理论来解释氢原子的发光现象?
一、能级结构猜想
1.原子内部_不__连__续__的_能量称为原子的能级;原子从一个能 级变化到另一能级的过程叫做___跃__迁___.
第四节 原子的能级结构
1.了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发 态等概念.
2.了解原子能量子化是如何提出来的,理解原子发射与 吸收光子的频率和能级差的关系.
3.知道氢原子能级公式,以及能利用能级公式分析一些 有关能级的问题.
4.能用原子的能级结构解释氢原子的光谱的不连续性.
按经典理论电子绕核旋转做加速运动,电子将不断向四周 辐射电磁波,它的能量不断减小,从而将逐渐靠近原子核,最 后落入原子核中.